Конвертоплан
Конвертоплан ) определяется Международной авиационной федерацией (FAI или Всемирной федерацией воздушного спорта) как самолет, который использует мощность несущего винта для вертикального взлета и посадки ( VTOL и преобразуется в подъемную силу с неподвижным крылом в обычном полете. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] В США его далее классифицируют как подтип механического подъемника . [ 4 ] В популярном использовании он иногда включает в себя любой самолет, который трансформируется в полете, чтобы изменить способ получения подъемной силы. [ нужна ссылка ]
Типы конвертопланов
[ редактировать ]Большинство конвертопланов относятся к типу промоторов , в которых одни и те же вращающиеся лопасти используются в качестве лопастей несущего винта для вертикального полета, а затем поворачиваются вперед, действуя как лопасти воздушного винта в горизонтальном полете. Типы пропеллеров могут иметь конфигурацию наклонного несущего винта или наклонного крыла . Механизмы поворотно-откидной конструкции, как правило, более сложны. Как и в случае с вертолетом , отказ двигателя может иметь катастрофические последствия даже в случае двухвинтовой конфигурации с перекрестной связью. [ 5 ]
Несущий винт остановленного типа имеет отдельную систему прямой тяги. Он взлетает как вертолет, но при полете вперед ротор останавливается и действует как неподвижное крыло. Гирокоптер аналогичен , за исключением того, что ротор продолжает вращаться и создавать значительную подъемную силу, поэтому он классифицируется как винтокрылый аппарат , а не конвертоплан.
Наклонный ротор
[ редактировать ]
Несущие винты конвертоплана ( иногда называемые пропроторами ) установлены на вращающихся валах или гондолах на конце неподвижного крыла и используются как для подъемной силы, так и для движения . При вертикальном полете винты расположены под углом, обеспечивающим тягу вверх, поднимая винт так же, как это делает винт вертолета . По мере того, как самолет набирает скорость, винты постепенно вращаются или наклоняются вперед, при этом винты в конечном итоге становятся перпендикулярными фюзеляжу самолета, подобно пропеллеру. В этом режиме крыло обеспечивает подъемную силу, а винт обеспечивает тягу. Более высокая эффективность крыла помогает конвертоплану достигать более высоких скоростей, чем вертолеты.
Bell Boeing V-22 Osprey имеет два газотурбинных двигателя, каждый из которых приводит в движение трехлопастной несущий винт. Роторы работают аналогично вертолету при вертикальном полете и самолету при полете вперед. Первый полет он совершил 19 марта 1989 года. Конвертоплан AgustaWestland AW609 (ранее Bell/Agusta BA609) — гражданский самолет, созданный на базе V-22 Osprey. Самолет может взлетать и приземляться вертикально с экипажем из двух человек и девятью пассажирами. Ожидается, что самолет будет сертифицирован к середине 2020-х годов. В феврале 2023 года пилоты-испытатели Федерального управления гражданской авиации США (FAA) впервые управляли конвертопланом AW609 в ходе предварительной проверки типа. Должны были быть разработаны новые кодексы, охватывающие переходный этап между двумя видами транспорта. [ 6 ]
Тилтвинг
[ редактировать ]Наклоняемое крыло похоже на конвертоплан, за исключением того, что крепления несущего винта прикреплены к крылу, и весь узел наклоняется между вертикальным и горизонтальным положениями.
Вертол ВЗ-2 — исследовательский самолёт, разработанный в конце 1950-х годов. В отличие от других самолетов с наклонным крылом , Вертол разработал ВЗ-2 с использованием несущих винтов вместо винтов. [ 7 ] 23 июля 1958 года самолет совершил первый полный переход с вертикального полета на горизонтальный. К моменту вывода самолета из эксплуатации в 1965 году ВЗ-2 совершил 450 полетов, в том числе 34 полных перехода.
Остановленный ротор
[ редактировать ]вращается Остановленный винт как обычный подъемный винт при взлете и посадке, но останавливается при уборке или действует как неподвижное крыло в полете вперед. Ни одно из них пока не увенчалось успехом.
Sikorsky XV-2 имел однолопастной несущий винт , который убирался внутрь самолета. Он не был построен. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
Sikorsky X-Wing имел четырехлопастной несущий винт, использующий сжатый воздух для управления подъемной силой над поверхностью при работе в качестве вертолета. На более высоких скоростях вперед ротор будет остановлен, чтобы продолжать обеспечивать подъемную силу как тандемные крылья в X- конфигурации. Программа была отменена до того, как самолет совершил какие-либо полеты с несущей системой.
Boeing X-50 Dragonfly имел двухлопастной несущий винт, приводимый в движение двигателем на взлете. В горизонтальном полете ротор перестал действовать как крыло. Неподвижное переднее оперение и хвостовое оперение обеспечивали подъемную силу при переходе, а также устойчивость и управляемость в полете вперед. Оба экземпляра этого самолета были уничтожены в результате крушения.
История
[ редактировать ]
Конвертопланы в истории авиации появлялись лишь изредка.
В 1920 году Франк Фогельзанг подал патент на конвертоплан, но его конструкция так и не была построена. [ 11 ] Между 1937 и 1939 годами британский конструктор Л.Э. Бэйнс разработал проект своего вертолета-конвертоплана, конвертоплана с двумя наклоняемыми гондолами, установленными на законцовках крыла, в которых находились двигатели, пропеллер и основная ходовая часть. Колеса не убирались, но были частично закрыты и выступали из задней части гондол при полете вперед. Предложенные двигатели имели необычную гибридную конструкцию газовой турбины, в которой пропеллер приводился в движение газовой турбиной, питаемой, в свою очередь, свободнопоршневым генератором горячего газа. Бейнсу было отказано в официальной поддержке, и этот тип так и не был построен. Базовая конструкция не будет пересматриваться в течение примерно 20 лет и в конечном итоге станет основой успешного Bell-Boeing V-22 Osprey . [ 12 ]
В 1950-х годах эта концепция привлекла к себе внимание в США как предполагаемое усовершенствование вертолетов, но экспериментальные McDonnell XV-1 и Bell XV-3 так и не пошли в производство. [ 3 ]
Конвертоплан Bell Boeing V-22 Osprey на данный момент является единственным экземпляром, запущенным в производство. Он поступил на вооружение вооруженных сил США в 2007 году. Конструкция косвенно основана на разработках Bell над XV-3 и XV-15 .
См. также
[ редактировать ]- Список сокращений авиации, авионики, аэрокосмической и аэронавигационной техники
- Указатель авиационных статей
- Автожир
- Гиродин
- Tailsitter
Примечания
[ редактировать ]- ^ Грин, В., Мировой справочник самолетов The Observer , Уорн, 1961, стр. 134.
- ^ Инженеры, Автомобильное общество (1957). Сделки SAE . стр. 150–151.
- ^ Jump up to: а б Демпервольф, Ричард Ф. (июнь 1954 г.). «А вот и конвертопланы» . Популярная механика . Том. 101, нет. 6. Журналы Hearst. стр. 118–123, 210. ISSN 0032-4558 .
- ^ Федеральные авиационные правила, часть 1. Архивировано 13 февраля 2019 г. на Wayback Machine www.faa.gov.
- ^ Dictionary : V/STOL_Technology Archived 2008-04-30 at the Wayback Machine
- ↑ Дюбуа, Тьерри (9 июля 2012 г.). « AgustaWestland предлагает вариант AW609 большего веса ». Международные авиационные новости. Проверено 13 марта 2015 г.
- ^ «Проблемы проектирования вертикального взлета и посадки». Полет . периодическое издание. 18 октября 1957 г. Проверено 22 октября 2009 г.
- ^ Аллен, Фрэнсис Дж. (весна 1993 г.). «Макдоннелл XV-1». Журнал ААХС . 38 (1). Хантингтон-Бич, Калифорния: Американское историческое общество авиации.
- ^ Бойн, Уолтер Дж. (1984). Вертикальный полет: эпоха вертолетов . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Смитсоновского института. ISBN 978-0874742794 .
- ^ Пирси, Артур (1993). Пересекая границы: экспериментальные самолеты НАСА и NACA . Аннаполис, Мэриленд: Издательство Военно-морского института. ISBN 978-1557502582 .
- ^ «Летающая машина» .
- ^ Ганстон, В. и Бэтчелор, Дж.; Вертолеты 1900-1960: Феб, история мировых войн, специальный выпуск , Феб, 1977.
Библиография
[ редактировать ]- Харрис, Франклин Д. Обзор автожиров и конвертоплана McDonnell XV–1 НАСА , 2003. Mirror1 , Mirror2 . Размер: 284 страницы в 13 МБ.
- Робб, Рэймонд Л. Гибридные вертолеты: стремление к скорости усугубляется , Vertiflite. Лето 2006 г. Американское вертолетное общество .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
